開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置的位置置換算法及其應(yīng)用.pdf

1、本文受國(guó)家自然基金項(xiàng)目“配電網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)切換模型和算法研究（No.50307015）”等相關(guān)課題資助。論文對(duì)基于配電網(wǎng)可靠性的開(kāi)關(guān)位置置換法及其改進(jìn)算法，對(duì)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置的可靠性與經(jīng)濟(jì)性影響分析等進(jìn)行研究。
　　據(jù)國(guó)內(nèi)外的資料統(tǒng)計(jì)顯示，大約有80％的停電事故緣于配電系統(tǒng)故障，因此，如何在經(jīng)濟(jì)約束的條件下提高配電網(wǎng)的可靠性水平已成為研究的熱點(diǎn)。開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置為提高配電網(wǎng)可靠性提供了有效途徑。通過(guò)配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置，可提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性水平，減

2、少停電損失，提高配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益。論文在以成本-效益分析原理和配電網(wǎng)可靠性理論等為基礎(chǔ)，提出了配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置位置置換求解算法。論文主要內(nèi)容如下：
　　①給出配電網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置的位置置換法的模型和算法。該模型基于等年值方法，計(jì)及停電損失費(fèi)用、開(kāi)關(guān)設(shè)備的投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等，以總費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù)，并計(jì)及潮流、可靠性、成本費(fèi)用等約束。在對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)用位置置換法進(jìn)行開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置時(shí)，每次只置換一個(gè)開(kāi)關(guān)位置，其余開(kāi)關(guān)位置保持不變，即依次將

3、各開(kāi)關(guān)從初始位置移動(dòng)至周圍位置，每次開(kāi)關(guān)位置置換都對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠性評(píng)估，計(jì)算目標(biāo)函數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置。開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置中，可靠性評(píng)估的算法采用分塊算法，即以塊為單位代替單元件進(jìn)行故障枚舉。根據(jù)故障模式后果分析方法知，每次開(kāi)關(guān)置換只改變了網(wǎng)絡(luò)極少數(shù)塊的結(jié)構(gòu)，因此，只需對(duì)改變的塊重新進(jìn)行故障枚舉計(jì)算即可快速得到網(wǎng)絡(luò)的可靠性指標(biāo)和停電損失以及目標(biāo)函數(shù)值，以提高算法的計(jì)算效率。通過(guò) RBTS-BUS6及其他系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置及與遺傳算法等的對(duì)

4、比分析，驗(yàn)證了該算法的正確性、可行性。
　?、谔岢鑫恢弥脫Q與遺傳算法相結(jié)合的改進(jìn)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置算法。位置置換算法的全局最優(yōu)性和收斂速度對(duì)初值有很強(qiáng)的依賴性，因此如何確定初值顯得尤為重要。為進(jìn)一步優(yōu)化該算法，將位置置換算法與遺傳算法結(jié)合運(yùn)用，以遺傳算法的解作為位置置換算法的初始解，以代替根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)的均勻分段法等。該算法充分利用位置置換法的局部收斂特性和遺傳算法的全局收斂特性，以得到較遺傳算法更優(yōu)解乃至全局最優(yōu)解。將該算法應(yīng)用于某10

5、kV中壓配電網(wǎng)，在利用遺傳算法配置開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)上進(jìn)行再優(yōu)化，在不改變開(kāi)關(guān)數(shù)量的前提下，可降低網(wǎng)絡(luò)的停電損失費(fèi)用。算例表明，當(dāng)配置的開(kāi)關(guān)越多時(shí)其優(yōu)化效果越明顯。
　　③分析了可靠性參數(shù)與經(jīng)濟(jì)性參數(shù)的變化對(duì)開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置的影響。由開(kāi)關(guān)優(yōu)化配置的數(shù)學(xué)模型可以看出，開(kāi)關(guān)配置的結(jié)果決定于元件和系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性等參數(shù)。目前，許多研究都基于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)以確定的參數(shù)配置開(kāi)關(guān)模式，但隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這些可靠性或經(jīng)濟(jì)性參數(shù)可能發(fā)生變化，進(jìn)而影響開(kāi)